卓越工程人才培養(yǎng)探索與實踐
卓越工程人才培養(yǎng)探索與實踐
摘 要：新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革驅(qū)動工程人才培養(yǎng)改革面臨新要求和新挑戰(zhàn)，作為行業(yè)優(yōu)勢高校，北京化工大學(xué)以新工科建設(shè)為抓手，深入剖析“大化工”特色工程人才成長規(guī)律和培養(yǎng)瓶頸，將多學(xué)科交叉的思想與創(chuàng)新思維融入工程人才培養(yǎng)的全過程，在課程體系、培養(yǎng)模式、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、工程師資等方面進(jìn)行了一系列改革，并取得了顯著成果。
來自瑞銀中國的研究顯示：中國在制造業(yè)特別是高端裝備制造業(yè)的創(chuàng)新和研發(fā)能力較強，中國的人口紅利將逐步升級為“工程師紅利”，高端工程技術(shù)人才成為提升國家硬實力、軟實力，應(yīng)對全球產(chǎn)業(yè)競爭的第一資源。
化工類行業(yè)調(diào)查顯示：當(dāng)前石化企業(yè)生產(chǎn)人員中高技能人才的比例為21.2%，與《高技能人才隊伍建設(shè)中長期規(guī)劃(2010—2020年)》中提到的28%還有一定差距，從當(dāng)前化工類行業(yè)院校畢業(yè)生供給趨勢來看，高技能勞動者每年有近5萬人缺口。北京化工大學(xué)(以下簡稱學(xué)校)作為一所行業(yè)特色鮮明的大學(xué)，突出化工特色，培養(yǎng)具有“大工程觀”的卓越工程人才是學(xué)校的必然選擇。在新工科建設(shè)的背景下，針對化工類工程人才培養(yǎng)存在的“工程教育離散化、獨立化，缺乏系統(tǒng)性與整體性”“化工企業(yè)生產(chǎn)要求高，企業(yè)接受學(xué)生生產(chǎn)實踐壓力大”“理論教學(xué)與工程實踐逐漸脫節(jié)”等問題，學(xué)校確立了“立足需求—固本革新—回歸工程—走向高端”的工作思路，牢固樹立“大化工”工程教育理念，把真實的工程體驗和創(chuàng)新精神融入到工程人才培養(yǎng)的過程，將理論學(xué)習(xí)、科研體驗和工程實踐有機結(jié)合，著重培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，進(jìn)行大化工卓越工程人才培養(yǎng)探索和實踐。
以新工科建設(shè)為抓手，構(gòu)建“大化工”特色課程體系
2016年“世界經(jīng)濟論壇”發(fā)布《未來職業(yè)》報告：對2020年人類關(guān)鍵的十大能力進(jìn)行了預(yù)測并排名，其中解決復(fù)雜問題、批判性思維、創(chuàng)造力位列前三。由此可見，未來社會的新工程師面臨的不再是“知道什么”，而是“解決什么”。因此，學(xué)校牢牢把握產(chǎn)業(yè)需求，深入剖析“大化工”卓越工程人才的成長規(guī)律，依托學(xué)科優(yōu)勢與優(yōu)質(zhì)課程資源，構(gòu)建出螺旋遞進(jìn)的“大化工”特色課程體系，通過“大工程理念課程體系”強化學(xué)生的知識儲備、創(chuàng)新意識與國際視野，通過“遞進(jìn)式實踐課程體系”強化學(xué)生的工程實踐能力和解決復(fù)雜工程問題能力，進(jìn)而支撐卓越工程人才培養(yǎng)。
基于多學(xué)科交叉融合，探索“大化工”新型工程人才培養(yǎng)模式
新工科背景下，應(yīng)以多學(xué)科交叉融合為抓手，以職業(yè)能力為導(dǎo)向，積極探索和實踐本研貫通的工科高層次人才培養(yǎng)新模式，努力造就符合新時代和未來需求的卓越工程科技人才。學(xué)校自2013年啟動“學(xué)科交叉人才培養(yǎng)計劃”，設(shè)立學(xué)科交叉班，開設(shè)學(xué)科交叉研討課程，拓展學(xué)科交叉科研項目，截至目前累計培養(yǎng)學(xué)科交叉人才1,285名，以學(xué)生為主體發(fā)表中英文論文34篇，在全國及省市比賽中獲獎91項。2018年學(xué)校校長獎學(xué)金獲得者栗振華同學(xué)，2013年入選首批“學(xué)科交叉班”，通過本碩博貫通培養(yǎng)，在“插層結(jié)構(gòu)材料與電化學(xué)能源存儲/轉(zhuǎn)換”等領(lǐng)域取得系列具有國際影響力的研究成果，以第一/共一作者在國際權(quán)威化學(xué)材料類期刊發(fā)表論文10篇，影響因子累計達(dá)105(其中IF>10.0的SCI論文5篇，10.0>IF>8.0的3篇;ESI高被引論文3篇，單篇最高被引165次)。在“多學(xué)科交叉人才培養(yǎng)計劃”的施行成效與輻射下，通過整合全校優(yōu)勢資源，搭建學(xué)科交叉實踐平臺—“學(xué)科交叉工程創(chuàng)新實踐中心”，并將“交叉、創(chuàng)新、實踐”等卓越工程人才培養(yǎng)核心元素貫穿其中，涵蓋了創(chuàng)新實驗室、創(chuàng)客空間、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)展示大廳、實物生產(chǎn)線以及分析測試平臺六大模塊，支撐學(xué)生的創(chuàng)新實踐、工程訓(xùn)練、學(xué)科競賽、創(chuàng)業(yè)啟蒙與成果孵化等，重點培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科的創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)意識。實踐證明，多學(xué)科交叉融合能夠有效激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能和跨界整合能力，是拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中一次成功的教學(xué)改革與實踐。
依托學(xué)校“大化工”的學(xué)科背景，積極推廣“學(xué)科交叉人才培養(yǎng)計劃”的實踐經(jīng)驗，以培養(yǎng)化工行業(yè)精英為抓手，建立侯德榜工程師學(xué)院，并將其作為改革試驗田，打破專業(yè)設(shè)置屏障，以多學(xué)科交叉融合為手段，以培養(yǎng)工程型碩士為目標(biāo)，重構(gòu)六個“卓越計劃”試點專業(yè)的課程體系和教學(xué)內(nèi)容，通過學(xué)科交叉與專業(yè)互通，強力打造具備“大化工”特色的“卓越計劃”升級版，建設(shè)具有化工特色的專業(yè)集群。同時，新增“數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)”專業(yè)作為新工科建設(shè)改革試點于2018年首屆大類招生。侯德榜工程師學(xué)院作為基礎(chǔ)教育載體，施行低年級強化基礎(chǔ)教育、高年級專業(yè)分流，旨在探索厚基礎(chǔ)、寬口徑、多融合、重實踐的“大化工”特色卓越工程人才培養(yǎng)模式。
同時，學(xué)校積極響應(yīng)“一帶一路”倡議，推動工程教育大開放、大交流、大交融，通過引進(jìn)法國精英工程師教育體系，與法國巴黎國家高等化學(xué)學(xué)校聯(lián)合成立中外合作辦學(xué)機構(gòu)—巴黎居里工程師學(xué)院，培養(yǎng)具有國際化視野的高端工程人才。巴黎居里工程師學(xué)院依托中法兩校在化學(xué)、化工、材料及生物工程領(lǐng)域的教學(xué)與學(xué)科優(yōu)勢，強強聯(lián)合，整合優(yōu)質(zhì)課程資源，構(gòu)建以強化學(xué)生工程實踐能力、工程設(shè)計能力和工程創(chuàng)新能力為核心的培養(yǎng)方案，強化實習(xí)實踐與企業(yè)合作，打造多學(xué)科交叉與多文化融合的創(chuàng)新平臺，實現(xiàn)工程教育不同層次的有效銜接，探索本研貫通的高端工程人才培養(yǎng)新機制，打造大化工教育國際品牌。巴黎居里工程師學(xué)院自2017年啟動第一屆招生，歷經(jīng)一年多的預(yù)科教育體系的摸索與建設(shè)，通過“法語小班授課、英語不斷線”等方式強化語言教學(xué)，采用“理論—實驗—習(xí)題”多維教學(xué)模式強化數(shù)理化基礎(chǔ)教學(xué)，通過“課堂小測+月考+教學(xué)督導(dǎo)”強化過程考核，凸顯人才培養(yǎng)的中心地位，實現(xiàn)工程師教育的式發(fā)展。
產(chǎn)學(xué)研深度融合，推動創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革
以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)動力為重要抓手，以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，以產(chǎn)學(xué)研共贏為原則，整合各方優(yōu)勢資源，將多學(xué)科交叉的創(chuàng)新思維與創(chuàng)業(yè)意識融入到教育教學(xué)全過程，真正實現(xiàn)全員、全程、全方位育人。
整合學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育資源，將多學(xué)科交叉的創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)意識有機融合，構(gòu)建“課程體系、導(dǎo)師團隊、科研訓(xùn)練、學(xué)科競賽、成果孵化”五位一體的雙創(chuàng)教學(xué)體系。邀請霍尼維爾(Honeywell)、西門子(中國)等全球500強企業(yè)資深專家開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐課程。同時，通過科研反哺和校企合作強化各類科技競賽與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的執(zhí)行和孵化，建立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院，搭建科技成果轉(zhuǎn)化與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的橋梁，有效推動“雙創(chuàng)”教育改革。
依托“大化工”辦學(xué)特色和學(xué)科優(yōu)勢，將基于工程實際的全周期實踐教學(xué)理念貫穿人才培養(yǎng)全過程，推進(jìn)遞進(jìn)式實踐課程體系的開展與落實，使“校內(nèi)基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心—校內(nèi)工程實訓(xùn)基地—校外工程實踐基地”三大實踐教學(xué)平臺優(yōu)勢互補，實現(xiàn)理論教學(xué)、實踐教學(xué)與企業(yè)人才需求的無縫對接，深化多主體協(xié)同育人。持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)學(xué)融合、校企合作的體制機制改革，與山東魯抗、西門子(中國)、中國化工裝備總公司等89家大型企業(yè)在工程人才培養(yǎng)、實踐教學(xué)改革、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、教師培訓(xùn)、科技成果轉(zhuǎn)化等方面進(jìn)行了跨界合作，推動教育內(nèi)部資源和外部資源的有效整合，實現(xiàn)互為依存、深度融合。一方面，廣泛發(fā)動行業(yè)協(xié)會和企業(yè)走進(jìn)校園，形成高校與行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制，與中國塑料機械工業(yè)協(xié)會聯(lián)合在校內(nèi)建設(shè)“中國塑機創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地”，19家塑機行業(yè)企業(yè)捐贈價值800萬元的先進(jìn)制造設(shè)備;另一方面，作為副理事長單位聯(lián)合多家高校和企業(yè)發(fā)起“智能制造新工程師校企聯(lián)盟”，首次發(fā)布“新工程師”人才培養(yǎng)理念。
學(xué)校注重科研反哺教學(xué)，所有科研平臺和外設(shè)研究院面向本科生全面開放，將科研訓(xùn)練貫穿于人才培養(yǎng)全過程。學(xué)校在低年級實施本科生導(dǎo)師制，學(xué)生可以自主選擇導(dǎo)師，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)入科研實驗室開展研究實踐;高年級學(xué)生可通過大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃、學(xué)科交叉培養(yǎng)計劃進(jìn)入科研實驗室進(jìn)行科學(xué)研究。學(xué)校注重將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，以化工產(chǎn)品全生命周期實訓(xùn)基地為例，基于化工產(chǎn)品全生命周期的理念，轉(zhuǎn)化教師科研成果建成虛實結(jié)合的智能仿真工廠，供全校20多個專業(yè)學(xué)生開展認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、仿真實訓(xùn)，有效解決了大化工類專業(yè)實習(xí)難的問題?；瘜W(xué)工程學(xué)院依托自身的學(xué)科優(yōu)勢，自主研發(fā)化工單元實驗裝置用于本科教學(xué)，并且被清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、山東大學(xué)、中國科學(xué)院過程工程研究所等70余所高校及科研院所采用。
貫徹人才強校戰(zhàn)略，構(gòu)建多元化工程教育師資隊伍
學(xué)校將師資隊伍建設(shè)放在工程教育改革實踐的重要位置，致力于構(gòu)建高水平、工程化、國際化的工程教育師資隊伍。在工程教育師資隊伍建設(shè)中堅持大師學(xué)者引領(lǐng)，兩院院士、長江學(xué)者、國家杰青等知名教授參與到工程人才培養(yǎng)一線，依托學(xué)術(shù)視野和跨學(xué)科學(xué)術(shù)背景，引導(dǎo)學(xué)生開展工程實踐和科學(xué)研究。
為了解決教師工程能力欠缺的問題，自2012年以來，學(xué)校實施青年教師工程能力提升計劃，在每年暑期組織選派40名左右青年教師深入吉化集團、東岳集團、遼化集團等大化工企業(yè)一線進(jìn)行為期一個月的工程實踐，學(xué)習(xí)工廠設(shè)計、生產(chǎn)、維護(hù)、管理的各個環(huán)節(jié)，強化青年教師的工程實踐能力和工程教育能力。同時，與中國天辰、華陸集團等企業(yè)共建5個校企教師培訓(xùn)基地，與10多家企業(yè)建立了長期合作培訓(xùn)關(guān)系，聘請了32位企業(yè)導(dǎo)師做兼職教授，豐富學(xué)校與企業(yè)的技術(shù)交流與文化交流，形成提升教師工程素養(yǎng)長效機制。
學(xué)?！败浳镔|(zhì)科學(xué)與工程高精尖創(chuàng)新中心”的多名外籍高端教授參與本科人才培養(yǎng)與科教融合，致力于打造軟物質(zhì)科學(xué)與跨學(xué)科高層次工程人才匯聚和培養(yǎng)基地。同時，基于學(xué)校國際化課程，學(xué)校每年邀請30名左右國際知名教授來學(xué)校開設(shè)課程，海外教學(xué)團隊參與工程人才培養(yǎng)，推進(jìn)工程教育師資隊伍國際化進(jìn)程。
總結(jié)與思考
新工科建設(shè)是新時期、新形勢下高等工程教育的偉大變革，作為具有鮮明行業(yè)特色的工科優(yōu)勢高校，工程教育的范式轉(zhuǎn)變尤為重要，未來工程師的培養(yǎng)不再是“唯專業(yè)、唯知識、唯理論”，而是“懂得交叉融合、善于創(chuàng)新管理、具備家國情懷”的新型工程師。新工科背景下，我們面臨的挑戰(zhàn)是如何利用傳統(tǒng)優(yōu)勢學(xué)科進(jìn)行變革與創(chuàng)新，取其精華再升級發(fā)展新型工科專業(yè)，面向戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)建設(shè)一批新興工科專業(yè)，整合各方優(yōu)勢資源，形成教學(xué)、科研、校企合作聯(lián)動的長效機制，以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)帶動人才培養(yǎng)，不斷探索實施新工科背景下大化工特色鮮明的高層次工程人才培養(yǎng)，通過發(fā)展一流本科教育、建設(shè)一流本科專業(yè)、培養(yǎng)一流本科人才，服務(wù)學(xué)?！皬姽?、厚理、興文”的“雙一流”建設(shè)總體布局。
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